物联网 (IoT) 和工业物联网 (IIoT) 项目可能很复杂。您最不想担心的事情是您的布线是否能够处理您扔给它的东西。无论您是从事智能建筑、制造工厂、资产/车队跟踪系统还是类似项目,成功的第一步是确保您的电缆工厂为信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 做好准备)。让我们看看如何实现这一目标,以确保您的下一个物联网项目取得成功。

物联网改变了结构化布线测试和保障格局

根据您的垂直业务和技术目标,物联网项目可能会使用截然不同的硬件、软件和部署策略。也就是说,任何物联网项目的目标将始终保持不变:自动化流程、创造新的效率并推动业务目标。但是为了实现这些好处中的任何一个,底层电缆设备必须作为物联网连接的基础。

在物联网、工业物联网和智能建筑系统出现之前,确保电缆工厂准备好承担大多数业务任务相对简单。执行认证测试以确保布线可以支持 10Base-T、100Base-T 或千兆位速度,以用于客户端-服务器数据通信。然而,如今,企业正在将电缆设备用于更广泛的数据传输用例,如实时流媒体和补充任务,如以太网供电 (PoE)。此外,包括单对以太网 (SPE) 在内的新布线技术和标准正在推动对不同和更深入类型的测试的需求,以确保关键业务物联网服务的正常运行。因此,

从网络和布线的角度了解需要什么

从布线角度理解的最重要的事情是您计划端到端的连接。然而,有许多事情必须考虑。如前所述,在使用物联网设备时尤其如此,这些设备在网络需求方面可能会有很大差异。一般来说,物联网必须从网络布线的角度解决三个关键领域:速度、功率和距离。

速度与 IoT 设备正常运行所需的吞吐量和延迟需求有关。电源是指物联网端点是否将使用以太网供电 (PoE) 技术通过电缆获得低压电源,以及它们需要什么级别的低压输出。最后,距离是指连接所有组件所需的最大布线长度。

对于标准布线项目,测试方法相对简单。但是,当您谈论 IoT 时,需要考虑的远不止这些。例如,一些物联网项目(如超高清监控摄像头)可能需要多千兆以太网速度和 POE++ 电源输出选项。因此,与其他一些项目相比,用于该物联网项目的布线必须达到或超过更高水平的速度和吞吐量标准。如果数千兆位速度是物联网或智能建筑项目的一部分,请了解在铜缆上运行更高速度保证测试所需的时间可能因一种测试工具而异。例如,许多千兆位测试仪使用误码率测试 (BERT) 来确保电缆以多千兆位速度运行。然而,BERT 需要花费大量时间(最多一个小时)才能产生有意义的结果。另一方面,AEM 使用信噪比 (SNR) 测试来提供负载(流量和 PoE)下多千兆位能力的更准确结果,因为链路会在实际操作条件下受到影响。与 BERT 相比,SNR 的第二个好处是完成每个测试所需的时间要少得多。因此,对于必须执行数百或数千个千兆位测试的电缆项目,每条电缆节省的分钟数会迅速增加。

多千兆 在流量和 PoE 下进行基于 SNR 的多千兆链路速度测试

多千兆位 IoT 项目可能需要安装 6A 类或更好的布线并进行全面测试,以满足端点的必要速度要求。下图可用作有关何时应将 Cat 5e、Cat 6 和 Cat 6A 用于 2.5 和 5GBASE-T 以太网的一般指南。对于 10GBASE-T 以太网,始终建议使用 Cat 6A 或更高级别的布线:

现有千兆链路速度评估 多千兆评估

还有一些物联网项目,其中终端设备不需要很大的功率或速度——而是需要很长的电缆。对于这些类型的项目,标准四对以太网和 PoE 标准可能能够从速度和功率的角度超过要求,但无法满足距离要求。相反,替代以太网和布线标准可能是更合适的选择。例如,IEEE 最近宣布了 802.3cg 10Base-T1 标准,该标准专门用于解决速度/功率需求较低但需要非常长距离的电缆运行的物联网项目。10Base-T1 可在长达 1000 米的距离运行时提供高达 10 Mbps 的吞吐量和 13W 的功率。

图2 6

示例 10Base-T1L 1000m (802.3cg) 测试结果

更有趣的是,该标准运行在单对铜缆上,而不是四对电缆,这是大多数其他以太网安装的标准。单对以太网 (SPE) 还具有成本更低、电缆更细更轻的优势。对于满足这些要求的物联网项目来说,这是一个很好的选择。

最后,请始终记住,光纤可能是物联网项目的最佳物理层传输。光纤与铜缆相比具有多项优势,包括更快的速度和距离限制。虽然与铜缆相比,光纤的安装成本通常更高,但要知道,与双绞线替代方案相比,光纤布线的寿命要长得多。此外,正确安装的光纤设备可以使用数十年。在使用相同物理光纤介质的情况下,可以通过更换单形式可插拔 (SFP) 来实现光纤速度/延迟的升级。

基于链路性能的光纤链路网络限制评估网络限制报告此多模链路将根据执行的第 1 层光纤认证链路测试支持的所有网络类型。

对于经常需要更换电缆以实现速度和延迟增益的铜线工厂,情况并非总是如此。光纤也不受可能干扰铜缆布线的外部因素的影响。例如,光纤可以在温度较高的区域工作,并且不易受到电磁干扰的影响。

认证或鉴定新的和现有的运行

众所周知,新的布线项目应该由安装人员进行全面认证。也就是说,许多物联网项目寻求重复使用已经存在的布线。请务必注意,不能简单地假设此布线将按需要执行。鉴于物联网项目固有的速度/功率/距离要求千差万别,这一点尤其正确。

为避免对可能对 IoT 部署速度产生负面影响的故障排除问题,请务必彻底认证或鉴定所有现有的电缆线路。这不仅包括连接物联网端点和传感器的布线,还包括所有交换机上行链路。请记住,众所周知,物联网可以显着增加网络主干上的吞吐量。因此,测试物理上行链路布线以确保没有可能影响性能的缺陷至关重要。

另一个电缆准备步骤与将通过 WiFi 连接的物联网设备有关。对于高度密集的无线物联网部署,接入层交换机与其连接的 WiFi 接入点 (WAP) 之间可能会出现瓶颈。如果您的物联网项目要求推出支持 WiFi 6 或 WiFi 6E 的接入点,以从无线角度容纳更高的密度,那么现有布线将必须重新测试并可能重新运行。当前的企业级 WAP 可以达到高达 9.6 Gbps 的理论速度。因此,到 WAP 的上行链路应该能够达到或超过这些速度。这可以通过将多条铜缆连接到具有多端口功能的 WAP 来实现。或者,如果当前的布线已被证明可以在这些更高的速度下运行,则可以使用多千兆以太网。

选择正确的物联网电缆测试工具

在为 IoT 就绪测试布线时,有两个不同的群体需要不同类型的测试工具。一方面,我们有电缆承包商和第三方系统集成商,他们需要对物联网项目的新布线进行全面认证。对于这一组,AEM TestPro 提供完整的电缆认证测试,可用于直接从制造商处对已安装的电缆进行保修。对于需要全面认证的客户,TestPro 提供一流的 6 秒自动认证测试,该测试还可以配置为包括可选的通过/失败 ANSI 和 TIA 测试标准,这些标准对物联网电缆准备就绪尤为重要。这些额外的测试包含在测试永久链路时用 (+) 和 (++) 测试信道链路时指定的测试参数中,包括:

  • 用于分析抗扰度的 TCL 和 ELCL

  • 直流电阻不平衡测试,用于在更高 (60+W) 功率传输级别测试电缆 PoE

可以执行的其他测试是

  • 回波损耗、NEXT 和屏蔽以及 ACRN、PSACRN 和阻抗的 TDR(到故障位置的距离)。

  • 基于 SNR 的多千兆链路速度测试高达 10GigE。

下面的图表列出了在测试基于物联网的项目时应考虑的几种常见通过/失败测试:

测试注意事项 智能建筑部署的广泛测试注意事项

另一方面,内部网络管理员可能更感兴趣的是确保现有布线能够在要安装的物联网设备的要求范围内运行。对于这一群体,AEM 的网络服务助手 (NSA) 是一种工具,可填补基本验证/资格测试工具与更昂贵的电缆认证工具(如 TestPro)之间的空白。NSA 执行 TestPro 提供的所有必要的多千兆速度、PoE 负载、有线和无线网络连接测试。从双绞线测试的角度来看,NSA 提供 Certi-Lite 以确保被测链路通过单端测试满足 ANSI/TIA CAT5e、CAT6、CAT6A 测试标准,并且价格比必须要低购买多个测试仪以获得这么多测试功能。